A model of directional room impulse responses for evaluating the quality of sound field

用于评估声场质量的定向房间脉冲响应模型

基本信息

批准号：
22KJ1941
负责人：
田中達宏
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1941/
关键词：
音場の拡散性

项目摘要

音場の（任意の）方向分布を模擬するモデルを構築するために、まず完全に等方な音場をモデル化することに成功した。（等方性は様々な方向から到来する音波のエネルギーの分布の均一性を指す。）しかし、等方性という概念は様々な方向から到来する音波の位相を考慮に入れないため、同じ度合いの等方性を持つ音場でも、それを構成する音波の位相の異なる音場が無数に存在する。一方で、音場の中のある点に複数の音波が到来するとき、それらの位相の相関の程度は、音場の物理的な拡散性と、ヒトの聴覚による空間知覚の両方に影響を及ぼすことが知られている。したがって、様々な方向から到来する音波の位相の相関の度合いをも含めて適切に定量化する必要があるため、これについて検討を行った。等方性と無相関性の両方を含んだ概念が「拡散性」である。先行研究を調査して明らかになったのは、理想的な拡散性、すなわち完全な拡散性については、音響学を含め流体力学や量子力学などいくつかの物理学の分野で定式化されているが、拡散性の「度合い」を適切に定量化した研究例が未だ無いことである。令和４年度は、音場の拡散性の度合いについてよりよく理解するために、方向分解能に制限をつけた方向的拡散性（次数制限付きの方向的拡散性）を定式化した。空間音響信号処理のために提案された既存アルゴリズムを物理的に解釈しなおすことで、時間-球面調和領域において音場の拡散性を定式化できることを示した。定式化された方向的拡散性を模擬する音場モデルを平面波の重ね合わせによって構築し、これを方向的拡散音場モデルと名付けた。

为了构建模拟声场（任意）定向分布的模型，我们首先成功地对完全各向同性的声场进行了建模。（各向同性是指来自各个方向的声波的能量分布的均匀性。）但是，由于各向同性的概念并未考虑到来自各个方向的声波阶段，即使声场具有相同程度的各向同性性质，因此有无数的声场具有构成声音字段的声波不同的阶段。另一方面，当多个声波到达声场中的一个点时，他们的相位之间的相关程度既影响声场的物理扩散率，又影响了人类听力的空间感知。因此，有必要正确量化从各个方向到达的声波相之间的相关程度，并且已经进行了研究。 “扩散”是一个包括各向同性和不相关的概念。从对先前研究的研究中可以清楚地看出，理想的扩散率，即完美的扩散率，在包括声学，流体力学和量子力学在内的多个物理领域已经制定了，但是没有进行适当量化“扩散程度”的研究示例。在2022年，为了更好地理解声场中的扩散程度，我们以有限的方向分辨率制定了方向扩散率（定向扩散率）。结果表明，物理重新解释了用于空间声信号处理提出的现有算法可以制定声场在时球谐波域中的扩散。通过平面波的叠加构建了模拟配方定向扩散率的声场模型，这称为方向扩散性声场模型。